Die Leistung einer Heizung wird häufig in Abhängigkeit der Außentemperatur gesteuert. Das führt nicht immer zu einem befriedigenden Ergebnis: Zum Beispiel würde die Heizung im Winter mit voller Leistung laufen, obwohl bei Abwesenheit der Bewohner evtl. die Zimmertemperaturen auf Frostschutzniveau gestellt sind.
- Aufgabenstellung
Die Leistung einer Warmwasserheizung soll mit Hilfe von Fuzzy-Logik in Abhängigkeit der Außentemperatur und der augenblicklichen Vorlaufmenge des Warmwassers gesteuert werden.
- Planungskonzept
Die Steuerung verknüpft die drei Größen (linguistische Variablen)
- Temperatur - Bereich [ -20 - +30°C]
- Vorlaufmenge - Bereich [ 0 - 5 l/min]
- Heizleistung - Bereich [ 0 - 5 kW]
- Lösungskonzept
- Für jede der drei Größen (linguistischen Variablen) werden drei Fuzzy-Sets angelegt. (Siehe rechts unten)
- Für die logische Verknüpfung der Eingangsvariablen (Außentemperatur - Vorlaufmenge) mit der Ausgangsvariablen (Heizleistung) wird - mit Expertenwissen - eine Steuerbasis erstellt. (Siehe rechts oben)
- Dabei werden hier alle Fuzzy-Sets durch die logische UND-Funktion miteinander verknüpft:
WENN (Temperatur) -- UND (Vorlaufmenge) -- DANN (Heizleistung)
- Die Defuzzyfizierung erfolgt dann mit Hilfe der Schwerpunktmethode. (Siehe rechts unten)
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- Erstellen der Regel- oder Steuerbasis
Alle Fuzzy-Sets der Eingangsvariablen werden mit subjektivem Expertenwissen durch Regeln mit den Fuzzy-Sets der Ausgangsvariablen verknüpft.
- Defuzzyfizierung:
Beispiel für den angenommenen Steuerzustand:
- Temperatur = 7°C
- Vorlaufmenge = 3 l/min
Durch Anwendung der dabei gültigen Regeln (hier Regeln 2, 3, 5, 6) mit der logischen Verknüpfungsart (hier UND) wird der
Gültigkeitsbereich ermittelt.
Der Schwerpunkt des Gültigkeitsbereiches gibt nun die Steuer- bzw. Regelgröße wider (3,25kW)
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